羅 成

(山西焦煤集團(tuán)五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司，山西 汾陽(yáng) 032200)

煤化工是以原煤為原料，通過(guò)相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為氣體、液體、固體燃料或者其他化學(xué)產(chǎn)品等。焦化廠作為最早的煤化工場(chǎng)所，其將原煤煉焦后產(chǎn)生焦炭主要應(yīng)用于煉鋼企業(yè)的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，煤化工過(guò)程所產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢物遠(yuǎn)超過(guò)石油、天然氣行業(yè)。其中，對(duì)焦化廠含硫廢氣的處理尤為重要，傳統(tǒng)針對(duì)含硫廢氣、廢液通過(guò)普通干法脫硫、濕法脫硫或者二者結(jié)合方式所得的產(chǎn)物中含硫產(chǎn)品仍然會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染[1]。因此，當(dāng)前急需對(duì)焦化廠脫硫工藝進(jìn)行改進(jìn)，以避免所得產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的二次污染。

1 氨法脫硫工藝現(xiàn)狀分析

目前，針對(duì)焦化廠所排放出的廢水和廢氣中含有一定的硫成分可通過(guò)再利用的方式對(duì)其中的硫進(jìn)行處理，但是對(duì)硫再利用率僅可達(dá)到40%，遠(yuǎn)不能夠解決硫成分對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題。本文重點(diǎn)研究了在不影響整體脫硫效率的基礎(chǔ)上，對(duì)氨法脫硫工藝進(jìn)行改進(jìn)，避免脫硫后產(chǎn)物對(duì)環(huán)境造成的二次污染。

1.1 氨法脫硫工藝概述

氨法脫硫工藝指的是將氨作為吸收劑將廢水、廢氣中的硫成分消除，涉及到的工藝流程包括對(duì)廢水、廢氣中的硫成分進(jìn)行吸收；對(duì)所產(chǎn)生的中間產(chǎn)品進(jìn)行處理；對(duì)最終產(chǎn)生的副產(chǎn)品進(jìn)行制造。

硫成分吸收階段：以廢氣為例，將焦化廠所排出的廢氣增壓后進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)，最終進(jìn)入硫成分吸收塔。

中間產(chǎn)品處理階段：經(jīng)初步脫硫處理后的氣體(夾帶液滴)從煙囪排放，將氨漿液通過(guò)循環(huán)泵送入脫硫塔中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)脫硫操作[2]。

副產(chǎn)品制造階段：將脫硫塔中經(jīng)氨法脫硫后的液體進(jìn)行氧化，對(duì)所得的硫酸銨、硫氰酸銨等產(chǎn)物經(jīng)脫水操作后的產(chǎn)物進(jìn)行分級(jí)處理并售賣。

目前，傳統(tǒng)氨法脫硫工藝流程如第72頁(yè)圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)氨法脫硫工藝流程圖

1.2 傳統(tǒng)氨法脫硫工藝的不足分析

傳統(tǒng)氨法脫硫工藝除了該工藝本身所采用的吸收劑對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕且容易發(fā)生氨逃逸等事故外，更主要的問(wèn)題在于基于傳統(tǒng)氨法脫硫會(huì)產(chǎn)生大量的脫硫廢液，極易對(duì)環(huán)境造成二次污染。此外，傳統(tǒng)的氨法脫硫工藝還存在如下不足：

1) 傳統(tǒng)氨法脫硫工藝實(shí)際運(yùn)行時(shí)還需加入一定量的脫硫劑，脫硫劑的加入所產(chǎn)生的脫硫廢液成分復(fù)雜，極易對(duì)環(huán)境造成污染；

2) 傳統(tǒng)氨法脫硫工藝必須進(jìn)行提鹽操作，該項(xiàng)操作會(huì)影響硫成分的再利用，對(duì)后續(xù)氨法脫硫工藝的改進(jìn)提出挑戰(zhàn)；

3) 傳統(tǒng)氨法脫硫工藝與其他脫硫工藝相比，所產(chǎn)生的脫硫廢液極易難處理[3]。

2 氨法脫硫工藝的改進(jìn)

2.1 新型氨法脫硫工藝

基于傳統(tǒng)氨法脫硫工藝，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的新型氨法脫硫工藝流程如第72頁(yè)圖2所示。

如圖2所示，改進(jìn)后的氨法脫硫系統(tǒng)包括有吸收系統(tǒng)、液體循環(huán)系統(tǒng)、硫化物結(jié)晶系統(tǒng)和過(guò)濾干燥系統(tǒng)。其中，在吸收系統(tǒng)中包含有噴淋器(1-3)、除霧器(1-4)、液位計(jì)(1-7)等裝置；液體循環(huán)系統(tǒng)可對(duì)水洗液、富液、和工藝水進(jìn)行循環(huán)；硫化物結(jié)晶系統(tǒng)的主要設(shè)備為結(jié)晶反應(yīng)釜(4)完成；過(guò)濾干燥系統(tǒng)包含有水力旋流器(5-1)、干燥箱(5-4)和真空皮帶脫水機(jī)(5-2)組成。

圖2 新型氨法脫硫工藝流程圖

改進(jìn)后的新型氨法脫硫工藝與傳統(tǒng)氨法脫硫工藝的主要改進(jìn)如下：

1) 進(jìn)入吸收塔的空氣改為蒸汽；

2) 采用液位計(jì)替代浮沉閥對(duì)吸收塔中的液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

3) 經(jīng)初步脫硫后的廢氣并不直接通過(guò)煙囪排放至控制，而且再次進(jìn)入去硫銨工段對(duì)廢氣進(jìn)行凈化處理；

4) 系統(tǒng)采用電磁閥對(duì)液體流量進(jìn)行控制；而且系統(tǒng)所需的來(lái)自蒸氨工段替代了傳統(tǒng)氨水的直接利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸氨工段的再利用[4]。

5) 將干燥階段中的真空皮帶脫水機(jī)替換為全密閉輸送機(jī)。

2.2 新型氨法脫硫工藝的優(yōu)勢(shì)

從理論上將，將傳統(tǒng)氨法脫硫工藝改進(jìn)后與當(dāng)前國(guó)內(nèi)其他脫硫工藝的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：

1) 該新型氨法脫硫工藝可對(duì)硫進(jìn)行資源化利用；

2) 改進(jìn)后的脫硫工藝的吸收塔中不需要空氣壓縮系統(tǒng)，可解決傳統(tǒng)氨法脫硫工藝所導(dǎo)致的管道堵塞和設(shè)備腐蝕的問(wèn)題；

3) 新型氨法脫硫工藝不需要加入任何脫硫劑，使得富液中的雜質(zhì)減少，復(fù)雜程度減弱，可最大程度實(shí)現(xiàn)對(duì)硫資源的利用；

4) 新型氨法脫硫工藝將蒸餾裝置與結(jié)晶釜一體化應(yīng)用，可有效避免反應(yīng)過(guò)程對(duì)硫化鋅的污染。

3 新舊氨法脫硫工藝的對(duì)比

基于傳統(tǒng)氨法脫硫工藝改進(jìn)后的新型氨法脫硫工藝仍然為濕法脫硫的范疇。從直觀上分析，改進(jìn)前后氨法脫硫工藝的效果如圖3所示。

圖3 改進(jìn)前、后氨法脫硫效果對(duì)比

如圖3所示，1#為采用傳統(tǒng)氨法脫硫工藝后的產(chǎn)物；2#為采用改進(jìn)后的新型氨法脫硫工藝的產(chǎn)物。對(duì)比可知，采用改進(jìn)后的新型氨法脫硫工藝可獲得更純的副產(chǎn)品，且產(chǎn)物中的硫成分降低明顯[5]。

從數(shù)據(jù)層面對(duì)比，對(duì)改進(jìn)前、后氨法脫硫工藝處理后所得產(chǎn)物的pH值和硫含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表1所示。

表1 改進(jìn)前、后氨法脫硫工藝脫硫效果對(duì)比

如表1所示，采用改進(jìn)后的新型氨法脫硫工藝所得液體為堿性；且采用新型氨法脫硫工藝后產(chǎn)物中的硫含量降低明顯，脫硫效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)氨法脫硫工藝，脫硫效率從40%提升至98.98%。

4 結(jié)語(yǔ)

焦化廠為對(duì)原煤進(jìn)行處理的場(chǎng)所之一，屬于煤化工行業(yè)。在實(shí)際生產(chǎn)中，若對(duì)焦化廠廢氣、廢水等處理不當(dāng)極易造成環(huán)境污染，甚至?xí)斐啥苇h(huán)境污染。本文重點(diǎn)針對(duì)傳統(tǒng)氨法脫硫工藝所產(chǎn)生廢液極易造成對(duì)環(huán)境的二次污染對(duì)脫硫工藝進(jìn)行改進(jìn)，重點(diǎn)解決了傳統(tǒng)氨法脫硫工藝容易造成設(shè)備腐蝕、硫化鋅污染等問(wèn)題。同時(shí)，采用新型氨法脫硫工藝脫硫效率可提升58%，廢液從酸性變成堿性，減小對(duì)環(huán)境的二次污染。